気象手法
高密度ポリエチレンの製造プロセスでは、低圧気相流動反応器を使用し、85-110 度の作業環境で対応する重合反応に対応できるクロム-ベースの触媒が選択され、主生成物の密度は 0.915-0.970g/cm3 です。典型的な蒸気重合プロセスは、Univation の Unipol PE テクノロジーと INEOS の Innovene G テクノロジーです。ユニポール PE の製造プロセスの特徴は、高密度ポリエチレンの製造を完了するのに 1 台の反応器だけが必要であり、多くの種類の製品、完全なブランドがあり、現在、単一ラインの最大生産能力は 600,000 t/a に達し、製造プロセスで使用される反応器は上部拡張状態の縦型気相液化床反応器であり、触媒は固体粉末状態またはスラリー状態で上部から反応器に注入されます。 Innovene G の製造プロセスは、循環ガスから粉末を除去するように設計されていること、および縦型液化床反応器と循環ガス冷却器の間にループサイクロン分離装置が設置されていることを除いて、プロセスおよび操作の点で Unipol プロセスと大きな違いはありません。気相製造プロセスの主な特徴は、操作圧力が低く、コストが低く、装置のメンテナンスが容易であることです。ただし、原料の純度が要求され、すべての原料を精製する必要があります。最大の利点は、転化率が比較的高く、エチレンの一方向転化率は95%に達し、合計利用率は98.5%に達し、反応に参加しなかったエチレンは精製装置にリサイクルして継続使用できることです。
スラリー法
スラリー製造プロセスはエチレンと脂肪族炭化水素溶媒を混合する特性を活かし、チタンやクロム触媒を使用することで低温・低圧での重合反応を実現します。実際の応用では、異なる反応器の形式に応じて、撹拌釜式プロセスとリングチューブ式プロセスに分けることができます。撹拌ケトル リアクターは Hoechst によって発明および最適化され、並列または直列で使用できるデュアル リアクターを使用します。第一反応器に水素、エチレン、触媒などを入れて重合反応を起こさせ、ポリマーがヘキサン中にスラリー状で存在するため、スラリー調製工程と呼ばれます。ミキシングケトルタイプはプロセスが簡単で原料純度の要件が低く、直列または並列接続を柔軟に使用してシングルピークまたはダブルピークの高密度ポリエチレンを製造でき、製品グレードの切り替えを迅速に完了できるため、この技術は広く使用されています。{6}リングチューブ反応器の典型的な代表例はフィリップスのフィリップスプロセスであり、クロム-ベースの触媒を使用します。この触媒は使用前に活性化され、その後原料エチレンと水素を混合することによって反応器に注入され、触媒の触媒反射下でポリエチレンを生成します。このプロセスは、比較的低コストで工程数が比較的少なく、原料の輸送が容易であるという特徴がありますが、原料の純度要件は比較的高いです。
解決方法
溶液法の製造プロセスでは、通常、撹拌釜反応器が使用されます。溶液法を適用するプロセスでは、エチレンを160〜200度で溶媒に溶解し、触媒の助けを借りて重合反応を達成することができます。製造プロセスのプロセスは、エチレンを溶媒に溶解し、ケトル反応器に輸送して重合反応を触媒し、反応が完了した後に生成されたポリマーは溶融状態で溶媒中に懸濁し、分離後、直接押出および造粒することができます。このプロセスの特徴は、反応器内での重合反応が速く、対応する物質が反応器内に滞留する時間が短く、生成物の切り替え時間が短く、重合生成物が溶媒に溶解できること、反応器内の管壁に汚れがつかないこと、反応器の定期的な洗浄が不要であることである。欠点としては、重合反応に必要な温度と圧力が高く、反応工程での高温高圧のニーズを満たすために設備が多くなり、設備費が高く、加工工程が長く、操業コストが高いことである。溶液製造プロセスの代表的な例としては、NOVA 社の Sclairtech プロセスや DOW Chemical 社の DOWlex プロセスが挙げられます。現在、この解決法は長いプロセスフロー、高いエネルギー消費、多額の投資を必要とするため、中国ではポリエチレンの製造にこの方法を選択する企業は基本的にありません。
